2019 : Pemodelan Matematika Aliran Magnetohidrodinamik Fluida Nano dan Mikrokutub Melalui Bola Teriris Bermagnet Dibawah Pengaruh Konveksi Campuran

Prof. Dr. Basuki Widodo M.Sc.
Dr. Dieky Adzkiya S.Si, M.Si

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

Penelitian aliran magnetohidrodinamik atau Magnetohydrodynamic flow (MHD) adalah sangat penting dalam kaitannya dengan aplikasi bidang teknik dan industri. Power generator dan akselerator magnetohidrodinamik, pendingin reaktor nuklir dan pertumbuhan kristal adalah pengembangkan dari bidang MHD ini. Studi tentang aliran fluida tak tunak pada daerah lapisan batas dan separasi aliran yang mana alirannya berubah dari laminer menjadi turbulen adalah hal penting untuk dikaji. Sementara itu telah diketahui bahwa fluida yang memiliki karakteristik magnetohidrodinamik memiliki kemampuan mengendalikan separasi aliran, memanipulasi aliran fluida itu sendiri dan mengoptimumkan perpindahan panas dari fluida penghantar listrik nano atau mikrokutub. Pada usulan penelitian ini akan dikaji secara teoritik dan secara numerik permasalahan keberadaan dan pengaruh konveksi campuran dan medan magnet pada lapisan batas dari aliran fluida magnetohidrodinamik fluida nano dan fluida mikrokutub yang melalui bola teriris bermagnet. Untuk memahami dan menyelesaikan permasalahan ini akan dikembangkan / dikonstruksikan model matematikanya. Dari model matematika ini, diperoleh persamaan kendali dimensional (dimensional governing equation) dari aliran fluida, perpindahan panas dan energi. Persamaan - persamaaan kendali dimensional ini selanjutnya ditransformasikan ke dalam bentuk persamaan - persamaan kendali tak berdimensi dengan menggunakan variabel-variabel tak berdimensi yang sesuai. Selanjutnya, diperkenalkan fungsi aliran untuk menyatakan suatu fungsi yang mewakili kecepatan aliran dan temperatur fluida. Selanjutnya, variabel-variabel yang tak-sama (unsimilarity variables) digunakan untuk mereduksi persamaan-persamaan kendali non-dimensional ke dalam sistem persamaan-persamaan diferensial non-linier. Sistem dari persamaan-persamaan differensial non-linier ini selanjutnya diselesaikan secara numerik menggunakan metode Keller-Box. Dari solusi/simulasi numerik ini selanjutnya dianalisa pengaruh adanya konveksi campuran dan medan magnet ini terhadap tertundanya separasi aliran dan kemungkinannya perubahan aliran menjadi aliran ideal. Dan juga, dikaji dampak adanya konveksi campuran dan medan magnet ini terhadap perubahan kecepatan aliran dan temperatur fluida pada bagian depan dan belakang dari titik stagnasi. Khusus pada fluida mikrokutub akan dikaji sifat-sifat menarik yang diperoleh dari kejadian mikrorotasi dari fluida mikrokutub ini, termasuk adanya pengaruh konveksi campuran dan medan magnet terhadap kecepatan mikrorotasi pada posisi di daerah lapisan batas. Luaran dari penelitian ini berupa makalah yang dipublikasikan pada jurnal internasional yang terindeks Scopus/Thompson Reuters/ISI dan/atau diseminarkan pada seminar internasional terindeks Scopus atau Thompson Reuters/ISI serta Tesis S2. Kata-kunci : Konveksi campuran, magnetohidrodinamik, fluida nano dan mikrokutub, skema numerik Keller-Box.